CN103452190A - 一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点 - Google Patents

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陆伟东
刘伟庆
孙洪锋
程小武
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Nanjing Tech University
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Abstract

本发明公开了一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，包括木构件、自攻螺钉和螺栓孔，所述木构件上设置有螺栓孔，所述自攻螺钉垂直于螺栓孔、以及木构件的木纹方向转入木结构螺栓节点中，所述的自攻螺钉为全螺纹自攻螺钉。本发明在不影响木结构美观、不增加自重的前提下，通过本发明增强后的螺栓节点提高承载能力的同时也增加了构件的延性。

Description

一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点
技术领域
本发明涉及建筑木结构螺栓节点的增强结构，更具体的说是涉及自攻螺钉增强木结构螺栓节点。
背景技术
木材是一种天然的、且极具亲和力的材料，被认为是“绿色建筑”的首选建材，而现代木结构是一种“节能、省地、生态环保”的结构型式。
木结构的节点性能直接影响结构强度、使用寿命和可靠性，同时，木材具有抗拉强度低、易劈裂、强度随含水率变化等缺点，因此，对节点的增强是木结构建筑营造技术的重要环节。
目前木结构螺栓节点由于木材易劈裂的特性，节点极限承载力得不到充分发挥，而且容易产生脆性破坏。现有的节点增强方式，如金属板增强、FRP增强等，存在造价昂贵、操作繁杂、影响外观等不利因素，不适合当今绿色建筑、低碳节能的建筑理念。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高强高效、施工便捷、不增加构件的自重和体积、适用面广的自攻螺钉增强木结构螺栓节点，其最大特点是在不影响美观、不增加构件自重和体积的前提下，使其提高构件极限承载力、延性的要求。
本发明采用的技术方案：一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，包括木构件、自攻螺钉和螺栓孔，所述木构件上设置有螺栓孔，所述自攻螺钉垂直于螺栓孔、以及木构件的木纹方向转入木结构螺栓节点中，所述的自攻螺钉为全螺纹自攻螺钉。
作为优选，所述的自攻螺钉的螺杆直径宜控制在3～6mm，自攻螺钉之间间距不得小于5倍自攻螺钉螺杆直径。
作为优选，所述的自攻螺钉转入的位置与螺栓孔的净间距不得大于螺栓直径，且布置在螺栓孔的承压侧，或双侧均布置。
作为优选，所述的自攻螺钉与螺栓孔的净间距等于零，可最好的发挥其增强作用。
作为优选，所述自攻螺钉长度等于木构件在自攻螺钉打入方向上的高度。
本发明通过在木材中转入自攻螺钉，由于螺纹的咬合力作用使木材纹理不容易撕裂，从而构件的提高承载力和延性。
有益效果：本发明木结构螺栓节点通过自攻螺钉的增强，能有效提高节点的延性和强度，为绿色高性能木结构的推广应用奠定了良好基础。此类木结构体系具有承载力高、加工及施工便捷、外观优美而无需装潢等优点；同时，此类木结构体系能够做到大规模工厂化加工，现场快速拼装，整体结构自重轻、运输及基础费用较低，大大拓宽了木结构的应用范围。
附图说明
图1为本发明的全螺纹自攻螺钉示意图；
图2为本发明的自攻螺钉增强木结构螺栓节点示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图2所示，木构件1上设置有螺栓孔3，在木结构螺栓节点螺栓孔3的承压侧上端标记自攻螺钉2转入的位置，该位置与螺栓孔3的净间距、自攻螺钉2的直径根据节点尺寸、螺栓直径、力学结构与承受的荷载大小类型来设置。
通过对比试验研究，自攻螺钉2转入的位置与螺栓孔3的净间距不得大于螺栓直径且理想净间距等于零，自攻螺钉2的螺杆直径宜控制在3～6mm，自攻螺钉之间间距不得小于5倍自攻螺钉螺杆直径，如图1所示，自攻螺钉2为全螺纹自攻螺钉，在具体施工过程中应严格控制上述参数，防止节点预先损伤甚至破坏。
所述自攻螺钉2转入的位置，对于承受单调荷载的节点应布置在螺栓节点孔承压侧，对于承受反复荷载的节点宜在螺栓孔的双侧均布置，其它参数同单调荷载节点。
在标记的位置处，自攻螺钉转入前要进行打磨干净并保持该表面平整，转入自攻螺钉时需保持与螺栓的异面垂直、与木纹方向的垂直，不能出现自攻螺钉歪斜转入的情况。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，其特征在于：包括木构件、自攻螺钉和螺栓孔，所述木构件上设置有螺栓孔，所述自攻螺钉垂直于螺栓孔、以及木构件的木纹方向转入木结构螺栓节点中，所述的自攻螺钉为全螺纹自攻螺钉。
2.根据权利要求1所述的一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，其特征在于：所述的自攻螺钉的螺杆直径为3～6mm，自攻螺钉之间间距不小于5倍自攻螺钉螺杆直径。
3.根据权利要求1所述的一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，其特征在于：所述的自攻螺钉转入的位置与螺栓孔的净间距不大于螺栓直径，且布置在螺栓孔的承压侧，或双侧均布置。
4.根据权利要求1所述的一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，其特征在于：所述的自攻螺钉与螺栓孔的净间距等于零。
5.根据权利要求1所述的一种自攻螺钉增强木结构螺栓节点，其特征在于：所述自攻螺钉长度等于木构件在自攻螺钉打入方向上的高度。
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